python-labs/TEMA3/Tema3_report.md

Тема 3 Филиппова Евгения Игоревна

Операции с объектами

1. Начало работы.

Запустила интерактивную оболочку IDLE. Создала текстовый файл протокола.

2. Преобразование простых базовых объектов

1. Преобразование в логический тип с помощью функции bool()

logiz1=bool(56)
logiz1
True
logiz2=bool(0)
logiz2
False
logiz3=bool("Beta")
logiz3
True
logiz4=bool("")
logiz4
False

2. Преобразование объекта в число

tt1=int(198.6)
tt1
198
tt2=int("-76")
tt2
-76
tt3=int("B",16)
tt3
11
tt4=int("71",8)
tt4
57
tt5=int("98.76")
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#17>", line 1, in <module>
    tt5=int("98.76")
ValueError: invalid literal for int() with base 10: '98.76'

tt5=int(float("98.76"))
tt5
98

Ошибка из-за того, что строка, которую хотели преобразовать в число, содержит десятичную точку, поэтому представлыет собой число с плавающей точкой. А команда int() предназначена только для строк - целых чисел. Если сначала преобразовать эту строку в вещественное число и уже после в целое - ошибки не будет

flt1=float(789)
flt1
789.0
flt2=float(-6.76e2)
flt2
-676.0
flt3=float("Infinity")
flt3
inf
flt4=float("-inf")
flt4
-inf

3. Преобразование десятичных чисел в другие система счисления:

hh=123
dv1=bin(hh) #Преобразование в строку с двоичным представлением
dv1
'0b1111011'
vos1=oct(hh) #Преобразование в строку с восьмеричным представлением
vos1
'0o173'
shs1=hex(hh) #Преобразование в строку с шестнадцатеричным представлением
shs1
'0x7b'
int(dv1,2) #обратное преобразование в десятичную систему счисления
123
int(vos1,8)
123
int(shs1,16)
123

3. Преобразование сложных базовых типов объектов.

1. Преобразование в строку символов с помощью str()

strk1=str(23.6)
strk1
'23.6'
strk2=str(logiz3)
strk2
'True'
strk3=str(["A","B","C"]) #список
strk3
"['A', 'B', 'C']"
strk4=str(("A","B","C")) #кортеж
strk4
"('A', 'B', 'C')"
strk5=str({"A":1,"B":2,"C":9}) #словарь
strk5
"{'A': 1, 'B': 2, 'C': 9}"

2. Преобразование в список с помощью функции list()

spis1=list("Строка  символов")
spis1
['С', 'т', 'р', 'о', 'к', 'а', ' ', ' ', 'с', 'и', 'м', 'в', 'о', 'л', 'о', 'в']
spis2=list((124,236,-15,908))
spis2
[124, 236, -15, 908]
spis3=list({"A":1,"B":2,"C":9})
spis3
['A', 'B', 'C']
spis3=list({"A":1,"B":2,"C":9}.values())
spis3
[1, 2, 9]

list({}.values) - возвращает значения словаря.

3. Преобразование элементов объектов в кортеж с помощью функции turple().

kort7=tuple('Строка символов')
kort7
('С', 'т', 'р', 'о', 'к', 'а', ' ', 'с', 'и', 'м', 'в', 'о', 'л', 'о', 'в')
kort8=tuple(spis2)
kort8
(124, 236, -15, 908)
kort9=tuple({"A":1,"B":2,"C":9})
kort9
('A', 'B', 'C')

4. Арифметические операции

1. Сложение и вычитание:

12+7+90 #Сложение целых чисел
109

5.689e-1 - 0.456 #Вычитание вещественных чисел
0.11289999999999994

23.6 + 54 54  #Сложение вещественного и целого чисел
77.6

14 - 56.7 +89 #Сложение и вычитание целых и вещественных чисел
46.3

Все верно!

2. Умножение

-6.7*12 #Умножение вещественного числа на целое число
-80.4

3. Деление (/). Результатом деления всегда будет вещественное число!

-234.5/6 #Деление вещественного числа на целое
-39.083333333333336

a=178/45 #Деление двух целых чисел - проверьте тип объекта а!
type(a)
<class 'float'> #а - вещественное число
print(a)
3.9555555555555557

4. Деление с округлением вниз (//)

// - целочисленное деление. оператор возвращает целую часть от деления, отбрасывая дробную часть (округление вниз до ближайшего целого).

b=178//45 #деление двух целых чисел
print(b)
3

c=24.6//12.1 #деление двух вещественных чисел
print(c)
2.0

45//12.1 #деление целого числа на вещественное
3.0

5. Получение остатка от деления(%)

148%33 #остаток от деления двух целых чисел
16

12.6%3.8 #остаток от деления двух вещественных чисел
1.2000000000000002

33%3.8 # остаток от деления целого на вещественного
2.6000000000000014

Значения последних 2-х операций такие из-за погрешности представления вещественных чисел в двоичной системе. 6. Возведение в степень(**)

14**3 #целое число возводится в целую степень
2744

2.7**3.6 #вещественное число возводится в вещественную степень
35.719843790663525

3.5**2 #вещественное число возводится в целую степень
12.25

7. Арифметические операции с комплексными числами

(4+3j)+(7j) 
(4+10j)

(4+3j)-(7j)
(4-4j)

(4+3j)*(7j)
(-21+28j)

(4+3j)/2
(2+1.5j)

(4+3j)//2
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#27>", line 1, in <module>
    (4+3j)//2
TypeError: unsupported operand type(s) for //: 'complex' and 'int'

(4+3j)%2
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#28>", line 1, in <module>
    (4+3j)%2
TypeError: unsupported operand type(s) for %: 'complex' and 'int'

(4+3j)**2 
(7+24j)

Итог: с комплексными числами не возможна реализация следующих арифметических операций - целочисленное деление, получение остатка от деления. Сложение, вычитание, умножение, деление, возведение в степень можно применять к комплексным числам.

В результате операции над числами разных типов получается число, имеющее наиболее сложный тип из тех типов, которые участвуют в операции.

5. Операции с двоичными представлениями целых чисел.

1. Двоичная инверсия (~). Значения каждого бита в представлении числа заменяется на противоположное значение (0 на 1, 1 на 0).

dv1=9
bin(dv1)
'0b1001'
dv2=~dv1
print(dv2)
-10
bin(dv2)
'-0b1010'

~x = -x -1 Почему получилось не 0110? Действия пошагово:

• Python хранит числа в 32/64 бит формате. Число 9: 00000000 00000000 00000000 00001001

  После (~) - инверсии: 11111111 11111111 11111111 11110110

• Если старший бит = 1, то число отрицательное.В компьютере отрицательное число хранится в дополнительном коде. Чтобы найти какое это число:

  Инвертируем все биты обратно:

  00000000 00000000 00000000 00001001

  Прибавляем 1:

  00000000 00000000 00000000 00001010 = 10

  И ставим минус: результат -10.

2. Двоичное "И" (&) - побитовое совпадение двоичных представлений чисел.

7&9 # 111 и 1001 = 0001
1
7&8 # 111 и 1000 = 0000
0

70&75  # 1000110 и 1001011
66
bin(66)
'0b1000010'

3. Двоичное «ИЛИ» (|) – побитовое сравнение двоичных представлений чисел и 0 получается, только если оба сравниваемых разряда равны 0/

7|9 # 111 или 1001 = 1111
15
bin(15)
'0b1111'

7|8  # 111 или 1000 = 1111
15

14|5  # 1110 или 0101 = 1111
15

70|75 # 1000110 или 1001011
79
bin(79)
'0b1001111'

4. Двоичное «исключающее ИЛИ»(^) - побитовое сравнение двоичных представлений чисел и 0 получается, только если оба сравниваемых разряда имеют одинаковые значения – оба 0 или оба 1.

14^5 # 1110 исключающее или 0101 = 1011
11
bin(11)
'0b1011'

70^75 # 1000110 исключающее или 1001011
13
bin(13)
'0b1101'

5. Сдвиг двоичного представления на заданное число разрядов влево (<<) или вправо (>>) с дополнением нулями, соответственно справа или слева.

h=14
bin(h)
'0b1110'

g=h<<2
bin(g)
'0b111000'

g1=h>>1
bin(g1)
'0b111'

g2=h>>2
bin(g2)
'0b11'

c=70
bin(c)
'0b1000110'
g3=c>>3
bin(g3)
'0b1000'

c1=75
bin(c1)
'0b1001011'
g4=c1<<1
bin(g4)
'0b10010110'

Собственные примеры представлены в каждом пункте с числами 70 и 75.

6. Операции при работе с последовательностями (строка, списками, кортежами)

1. Объединение последовательностей (конкатенация)(+):

'Система '+'регулирования'
'Система регулирования'

['abc','de','fg']+['hi','jkl']
['abc', 'de', 'fg', 'hi', 'jkl']

('abc','de','fg')+('hi','jkl')
('abc', 'de', 'fg', 'hi', 'jkl')

2. Повторение(*):

'ля-'*5 #повторение строки
'ля-ля-ля-ля-ля-'

['ку','-']*3 #повторение списка
['ку', '-', 'ку', '-', 'ку', '-']

('кис','-')*4 #повторение кортежа
('кис', '-', 'кис', '-', 'кис', '-', 'кис', '-')

#Примеры:
signal1=[0]*3+[1]*99
signal2=(0,)*3+(1,)*5+(0,)*7
print(signal1)
[0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]
print(signal2)
(0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0)

3. Проверка наличия заданного элемента в последовательности (in):

stroka='Система автоматического управления'
'автомат' in stroka #Наличие подстроки в строке
True

'ку' in ['ку','-']*3 #Наличие контекста в списке
True

'ля-' in ('abc', 'de', 'fg', 'hi', 'jkl') #Наличие контекста в кортеже
False

4. Подстановка значений в строку с помощью оператора "%":

# Пример 1:
stroka='Температура = %g %s  %g'
stroka % (16,' меньше ',25)
'Температура = 16  меньше   25'

# Пример 2. Вставка с использованием данных из словаря:
stroka='Температура = %(zn1)g %(sravn)s  %(zn2)g'
stroka % {'zn1':16,'sravn':' меньше ','zn2':25}
'Температура = 16  меньше   25'

7. Оператор присваивания

1. Обычное присваивание значения переменной (=): zz=-12
2. Увеличение значения переменной на заданную величину (+=) или уменьшение (-=):

zz+=5
zz
-7
zz-=3
zz
-10
#Для последовательностей операция (+=) означает конкатенацию текущего значения объекта с заданным дополнением
stroka='Система'
stroka+=' регулирования'
stroka
'Система регулирования'

3. Умножение текущего значения переменной на заданную величину (*=) или деление (/=)

zz=-10

zz/=2
zz
-5.0

zz*=5
zz
-25.0

#Для строк операция (*=) означает повторение текущего значения объекта заданное число раз
stroka='hi'
stroka*=2
stroka
'hihi'

4. Операции деления с округлением вниз (//=), получения остатка от деления (%=) и возведения в степень(**=).

a=17 
a//=3 #17/3=5.66 - округляем вниз => 5
a
5

b=17 #17/5=3.4; 3*5=15; 17-15=2
b%=5
b
2

c=2 
c**=3
c
8

5. Множественное присваивание:

w=v=10
w;v
10
10

n1,n2,n3=(11,-3,'all') #значения берутся из кортежа
n1;n2;n3
11
-3
'all'

n1,n2,n3='11','-3','all' #справа строки
n1;n2;n3
'11'
'-3'
'all'

n1,n2,n3=[11,-3,'all'] #справа список
n1;n2;n3
11
-3
'all'

n1,n2,n3={'n1':11,'n2':-3,'n3':'all'} #справа словарь, но присваиваются ключи
n1;n2;n3
'n1'
'n2'
'n3'

dict1={'n1':11,'n2':-3,'n3':'all'}
n1,n2,n3=dict1.values() #справа словарь, присваиваются значения
n1;n2;n3
11
-3
'all'

n1,n2,n3=dict1.items() #справа словарь, присваиваются пары ключ-значение
n1;n2;n3
('n1', 11)
('n2', -3)
('n3', 'all')

n1,n2,n3={11,-3,'all'} #справа множество
n1;n2;n3
11
-3
'all'

8. Логические операции - при создании логических выражений, дающих в результате вычисления значения True или false

1. Операции сравнение: равенство (==), не равно (!=), меньше (<), больше (>), меньше или равно (<=), больше или равно (>=).

w;v
10
10
w==v
True
w!=v
False
w<v
False
w>v
False
w<=v
True
w>=v
True

a=10; b=15
a==b
False
a!=b
True
a<b
True
a>b
False
a<=b
True
a>=b
False

2. Проверка наличия заданного элемента в последовательности или во множестве, а также проверка наличия ключа в словаре (in).

Операции с множеством:

mnoz1={'pen','book','pen','iPhone','table','book'}

'book' in mnoz1
True

'cap' in mnoz1
False

Операции со словарем:

dic1={'Saratov':145, 'Orel':56, 'Vologda':45}

'Vologda' in dic1
True

'Pskov' in dic1
False

56 in dic1.values()
True

dct1={'Institut':['AVTI','IEE','IBB'],'Depart':['UII','PM','VMSS','MM'],'gruppa': ['A-01-15','A-02-15']}

### Проверка наличия элемента в списке значений
'UII' in dct1['Depart']
True

# Проверка конкретного элемента по индексу
dct1['Depart'][1] == 'MM'
False # Индекс 1 соответствует 'PM'

3. Сложные логические выражения

a = 17
b = -6

(a >= b) and ('book' in mnoz1) and not ('Pskov' in dic1)
True

# Дополнительные примеры
x=17
(x > 0) and (x < 100) and (x % 2 == 0)
False

name='zhenya'
surname='filippova'
(name == 'ivan') or (surname == 'ivanov')
False

4. Проверка ссылок переменных на один и тот же объект (is).

w = v = 10
w is v
True

w1 = ['A', 'B']
v1 = ['A', 'B']
w1 is v1
False

# Объяснение: 
# w и v ссылаются на один и тот же объект в памяти (число 10)
# w1 и v1 создают Разные объекты-списки

w1=v1=['A','B']
w1 is v1
True
#Создается 1 объект-список при таком присваивании

9. Операции с объектами, выполняемые с помощью методов.

Полный список всех атрибутов любого объекта можно получить с использованием функции dir.

stroka='Микропроцессорная система управления'
dir(stroka)
['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__getnewargs__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rmod__', '__rmul__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'capitalize', 'casefold', 'center', 'count', 'encode', 'endswith', 'expandtabs', 'find', 'format', 'format_map', 'index', 'isalnum', 'isalpha', 'isascii', 'isdecimal', 'isdigit', 'isidentifier', 'islower', 'isnumeric', 'isprintable', 'isspace', 'istitle', 'isupper', 'join', 'ljust', 'lower', 'lstrip', 'maketrans', 'partition', 'removeprefix', 'removesuffix', 'replace', 'rfind', 'rindex', 'rjust', 'rpartition', 'rsplit', 'rstrip', 'split', 'splitlines', 'startswith', 'strip', 'swapcase', 'title', 'translate', 'upper', 'zfill']

1. 9.1. Методы для работы со строками.

stroka.find('пр') #Возвращает номер позиции первого вхождения указанного контекста или значение -1 если не найдено
5

stroka.count("с") #Подсчет числа вхождений строки “с” в stroka
4

stroka.replace(' у',' автоматического у')
'Микропроцессорная система автоматического управления' #замена символа

spis22=stroka.split(' ')#Возвращает список подстрок, между которыми в строке стоит  заданный разделитель
spis22
['Микропроцессорная', 'система', 'управления']

stroka.upper()#Возвращает строку со всеми заглавными буквами
'МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ'

stroka3=" ".join(spis22)
#Возвращает строку, собранную из элементов списка
stroka3
'Микропроцессорная система управления'

stroka3.partition("с")
('Микропроце', 'с', 'сорная система управления')
#Возвращает кортеж с результатами поиска «с» слева

stroka3.rpartition("с") #Возвращает кортеж с результатами поиска «с» справа
('Микропроцессорная си', 'с', 'тема управления')

Изучите метод format. Форматирование строки осуществляется в случае, если необходимо в символьную строку подставить значения некоторых объектов, например, полученных в ходе выполнения программы. Часто такую строку затем используют для вывода результатов работы программы на экран или в файл протокола

strk1='Момент времени {}, значение = {}'

strk1.format(1,89.7)
'Момент времени 1, значение = 89.7'

strk2='Момент времени {1}, значение = {0}:{2}' #цифры в фигурных скобках – это индексы, определяющие порядок использования аргументов формата. Поэтому такой способ называют основанным на позиционных аргументах. 

strk2.format(36.7,2,'норма!')
'Момент времени 2, значение = 36.7:норма!'

strk3='Момент времени {num}, значение = {znch}' #в скобках указаны имена аргументов – вставок. Поэтому такой способ основан на именованных аргументах.

strk3.format(znch=89.7,num=2)
'Момент времени 2, значение = 89.7'
#в этом варианте порядок аргументов не обязательно соответствует порядку вставок в строке.

2. Методы для работы со списками.

spsk=['aaa',5,'3+4j','7.89',True]

spsk.pop(2) #возвращает элемент с индексом 2 и удаляет его из списка
'3+4j'
spsk
['aaa',5,'7.89',True]

spsk.append('c') #добавляет в конец списка элемент 'c'
spsk
['aaa', 5, '7.89', True, 'c']

spsk.insert(2,'a') #вставка элемента по индексу
spsk
['aaa', 5, 'a', '7.89', True, 'c']

spsk.count('a') #подсчет количества указанных элементов
1

3. Методы для работы с кортежами.

kort = (1, 2, 3, 2, 4, 2)
dir(kort)
# [все методы кортежа...]

kort.count(2)  # Количество вхождений элемента
3

kort.index(3)  # Индекс первого вхождения элемента
2

kort.index(2)  # Индекс первого вхождения 2
1
#у кортежей есть только 2 метода, так как они неизменяемые

4. Методы для словарей и множеств

# Словари
dic = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
dir(dic)
['__class__', '__class_getitem__', '__contains__', '__delattr__', '__delitem__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__ior__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__or__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__reversed__', '__ror__', '__setattr__', '__setitem__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'clear', 'copy', 'fromkeys', 'get', 'items', 'keys', 'pop', 'popitem', 'setdefault', 'update', 'values']

dic.keys() #возвращает все ключи словаря
dict_keys(['a', 'b', 'c'])

dic.values() #возвращает все значения словаря
dict_values([1, 2, 3])

dic.items() #возвращает пары ключ-значение
dict_items([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])

dic.get('a')
1

# Множества
mn = {1, 2, 3, 4, 5}
dir(mn)
['__and__', '__class__', '__class_getitem__', '__contains__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__iand__', '__init__', '__init_subclass__', '__ior__', '__isub__', '__iter__', '__ixor__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__or__', '__rand__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__ror__', '__rsub__', '__rxor__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__sub__', '__subclasshook__', '__xor__', 'add', 'clear', 'copy', 'difference', 'difference_update', 'discard', 'intersection', 'intersection_update', 'isdisjoint', 'issubset', 'issuperset', 'pop', 'remove', 'symmetric_difference', 'symmetric_difference_update', 'union', 'update']


mn.add(6) #добавляет в  множество элемент
mn
{1, 2, 3, 4, 5, 6}

mn.remove(3) #удаление элемента из множества
mn
{1, 2, 4, 5, 6}

mn2 = {4, 5, 6, 7, 8}
mn.union(mn2) #щбъединение множеств
{1, 2, 4, 5, 6, 7, 8}

mn.intersection(mn2) #пересечение множеств
{4, 5, 6}

10. Сохранение протокола в рабочий каталог и конец сеанса работы с IDLE.